油水分离器使用说明|油水分离技术的发展现状.doc

油水分离技术的发展现状及在我公司的应用前景（长岭炼化公司设备研究所）摘要：本文对油水分离技术的发展现状进行了研究，着重介绍了旋流油水分离技术的原理及应用情况。对该技术在长岭分公司低温水系统油水分离上的应用前景进行了展望。关键词：油水分离低温水油水分离技术的发展现状目前，国内外采用的油水分离方法大致可分为物理法、物理化学法、化学破乳法、生物化学法和电化学法等，其具体优缺点见表1[1]。从表中各种方法比较可知：在以上方法中，粗粒、过滤和膜分离等方法，均易引起堵塞，现场操作难度大；空气浮选、吸附及凝聚等方法需投加大量药剂；而活性污泥、生物滤池和超声波法又造价太高，只适于少量含油水的处理；因此，粗粒、吸附、生物滤池等方法在公司低温水处理上均不太适用。资料表明，对于炼油、焦化、钢铁等行业的含油水，因其处理量大且含油浓度较高等原因，一般都采用重力分离—浮选—生化处理等多级处理工艺，即所谓“老三套”流程[3]。这种流程应用了30多年，优点是为同行技术人员和操作工人熟悉，缺点是投资较大、占地多、操作弹性小、油资源难于回收、容易造成二次污染。而近几年从重力分离法领域新发展起来的油水旋流分离技术则大大简化了“老三套”流程，大有取而代之之势。

旋流油水分离技术油-水旋流分离技术是20世纪80年代的一项技术创造，它从属于重力分离法范畴，但克服了传统重力分离法的缺点，具有分离效率高、装置紧凑、操作简单、维修方便、占地面积少等优点，在石油开采、石油炼制、机械加工和船舶运输等行业有着广阔的应用前景[4]。2.1旋流器工作原理油水旋流器的工作原理见图1。在图1中，旋流器主要由分离锥、尾管等部分组成。含油水在一定的压力作用下从旋流器进口沿切线方向进入旋流器的内部，液流由直线运动转变为高速旋转运动，经分离锥后因流道截面的逐渐缩小，液流速度则逐渐增大并形成螺旋流态，在旋流器的内部形成了一个稳定的离心力场。油相受到的离心力小，聚结在旋流器中心区，从油相出口排出；水相受到的离心力大，聚集在旋流器四壁区，从尾管排除，由此实现了油水两相的分离[5]。旋流器是靠两种互不相溶液体的密度差，利用液体在旋流管内高速旋转产生离心力将油滴从水中分离出来。油滴粒径越大，越容易从水中分离出来；油滴粒径越小，分离难度越大。油水两相密度差越大，分离越容易；密度差越小，分离越难。2.2国内外发展状况及应用旋流分离技术是国际上公认的一种先进环保技术。自1968年英国大学等人提出“液-液旋流分离可以实现”的观点以来除渣隔油一体机，美国、英国等发达国家先后投入大量资金，研究与发展油水旋流分离技术。

1984年旋流器海洋平台首次试验成功，到1992年仅美国公司生产的液-液旋流分离设备已经在18个国家和地区应用了300多台套。石油公司的专利产品（专利号）结构特征为双锥、双进口，现已发展到了第8代，油滴分割粒径为22-50μm[6]，这是目前国际上最广泛采用的结构形式。另一家石油公司Amoco公司的专利产品（专利号）结构特征为单锥、单进口，实验室测试的最小分割粒径为10-15μm[7]。以上两类旋流器在国际上获得了普遍使用。国外旋流器**处理规模已经达到1250t/h。我国境内引进的旋流分离装置全部应用于海洋平台[8]，装置污水处理能力**达到2000t/h。应用旋流器处理含油污水流程简短，效率高、流程短、节能、省地、易操作、便于维修。目前国内也纷纷展开了油水旋流分离器的研究，如清华大学、石油大学、四川大学等。大庆石油管理局申请了两锥体结构的油水混合液预分离水力旋流器专利（专利号）[9]，胜利油田设计院也申请了单锥体结构水力旋流器专利，西安交通大学发表了类似三锥体结构的旋流器的研究论文[10]。华东理工大学在上海石油化工股份有限公司综合污水处理场的污水处理装置率先开展了利用旋流分离工艺改造“老三套”流程的试验研究。

他们与上海石化、镇海炼化股份公司合作研制的三锥结构HL28型旋流油水分离器，效果超过国外同领域的文献资料数据，达到较为先进的水平,并申请了国家专利（专利申请号.0）。该产品在镇海炼化1#、2#常减压污水汽提装置应用效果较好。据镇海炼化负责此项工作的同志介绍，他们在使用HL28旋流分离器之前曾耗资数百万试用过重力沉降法和粗粒法等，但效果均不理想。而使用HL28旋流分离器后，由于每台分离器针对其处理量与处理污水中的含油量进行了单独设计，处理效果较好，当油含量很高时（3000～15300μg/g），旋流管的分离效率可达99%以上；当油含量在30～300μg/g时，分离效率为65%～95%，每台分离器出口处理水的含油量可控制在20μg/g以下，油滴分割粒径为10～15um。现在该厂正准备在3#常减压、焦化及污水等装置广泛应用。我公司低温水现状低温水系统是长岭分公司的一套利用炼油装置油品低温余热进行发电、供热的余热热电联合系统。其主要热源是炼油装置中需冷却的中低温油品，主要用户有2#催化、烷基化的气分装置、动力厂的低温电站、全厂的采暖水系统与全厂澡堂、制冷站等，整个系统循环低温水量达650t/h。

自1983年投运以来，每年节能经济效益在一千万元以上。低温水系统在设计建造时没有配套油水分离措施，系统投运后一直存在着低温水带油的问题，处理的方法较为被动油水分离器，长期以来除油效果一直不佳。采用的方法主要有：（1）将低温电站6#机组的凝结水排空（约35t/h左右），系统再补入干净的除盐水，予以部分置换。这样在系统“正常”时基本能控制低温水的含油浓度。（2）当生产异常引起低温水系统含油较高时，单纯部分置换已不起作用，被迫投加药剂进行破乳、脱脂后大量置换。自1996年以来，因大部分炼油装置实行两年一修，系统运行周期延长，致使其泄漏累积效应加大；同时油侧介质腐蚀性加大且设备老化，引起泄漏点及泄漏频次增多，系统含油量有时出现长时间超标。虽然一直采用将6#机组凝结水排空和补除盐水的方法，系统含油仍比较严重，已多次影响机组及系统的正常运行。例如在1990、1994年曾采用向系统加破乳、脱油等药剂然后进行置换，经过近二周的时间系统才恢复正常。尤其是2000年4-5月份，因系统含油量过高引起6#机组及部分换热系统停运，带油的低温水串入新鲜水、循环水和采暖水，使其受到严重污染，给我公司生产、生活用水带来极大影响，不得不采用加药置换的办法。

这种加药清洗然后大量排放含油污水并补充干净除盐水的方法不仅对环境造成污染，增加污水处理场的负担，而且人力、物力的耗费也十分巨大。因此，基于低温水系统经常含油过高的实际情况，对其采取有效的油水分离措施已迫在眉睫。旋流油水分离技术在公司低温水系统的应用前景文献资料表明，旋流油水分离技术在石化行业大都应用于含油及悬浮物较高的污水处理，将其应用于低温水系统尚无实例。与含油污水相比，长岭分公司低温水运行温度高，回水温度为130；处理量大；油含量高；运行压力为0.45MPa，存在压差。针对低温水这些特点，我们对华东理工大学研制的HL28旋流分离器从分离效率、耐高温能力等方面进行了可行性调研。动力来源旋流器正常运转需要压降为0.2～0.3 MPa作为动力，而低温水系统本身压降为0.4～0.5 MPa，完全能满足要求，无需消耗额外能量。 油水分离效率单级HL28旋流管在镇海炼化1#加氢装置含硫污水应用试验时，进口油含量在192.6～828.2μg/g之间，平均分离效率达70%，其油滴粒径分割状况见表2。 从表2可知：径粒大于20μm的油滴，分离效率为100%；15～20μm的分离效率为93.5%，10～15μm的分离效率为41%。

因此，单级HL28旋流管的临界粒径d50为10μm，d95为15μm，达到国际先进水平。 同时因无需外加动力，避免了油品在低温水中的进一步乳化，更利于油水分离。另外，水温高又降低了油品的黏度，使之易于分层，从而提高了分离效率。这即相当于表1中的“加热法”。 耐高温性能旋流管材质一般选用碳钢，亦可根据实际腐蚀情况采用不锈钢，与我公司大部分换热器材质相似，其耐高温性能可较好地满足低温水系统要求。 现场适应能力该分离器处理能力大，能根据现场需要调整并联的旋流管数目，从而改变其设计处理量；同时设备结构简单、成本低廉、易于安装和操作，几乎不需要维护和附属设备。因此，其现场适应能力较强。 对环境没有污染由于水力旋流式油水分离器是采用的将含油低温水中的油直接分离出来，除油过程未加任何药剂，所以油的品质未变，且分离出来的污油浓度较高，因此可以回收利用而不必排放，这样不仅没有对环境造成污染，而且可以增加经济效益。 综上所述，在我公司低温水系统应用旋流油水分离技术，平时可以有效降低系统油含量、去除杂质，即使系统中部分换热器发生泄漏，只要处理量足够大，也完全可以控制整个系统的含油量在合格范围内，确保低温水系统的安全长周期运行。

这样一方面可以减少6#机组停运和系统设备污染而带来的换热效率的降低，从而大大减少经济损失，取得可观的经济效益；另一方面减少了对环境的污染，降低了排污费，其社会效益更是无法估量。所以，旋流油水分离器应用于低温水系统不仅适用，而且可行。 结论（1）油水分离方法很多，但对于处理量大而且含油量高的炼油厂，过去大都以重力法为主，且使用的是传统的“老三套”流程。 （2）旋流油水分离技术分离效率高，含油量可控制在20μg/g以内油水分离器，其油滴分割粒径为10～15μm，达到国际先进水平。 （3）旋流油水分离器具有分离效率高、耐高温、体积小、操作简便、成本低廉、节省能量等特点，基本符合公司低温水系统的实际情况，在低温水系统上应用是可行的。 参考文献 丁传伟译.环境污染治理文集，1981（3）：12。 Young,G.A.B;,W.D;etal.oil- using :An . Young,Grant.A.;,.; , ; ,S; ,J.; . Sep.,1988，25(2)，92-7。

油水混和液预分离水力旋流器，大庆石油管理局**采油厂，。10李卫东，周芳德等.低密度差油水两相旋流分离的试验研究，西安交通大学学报，1995，31（5）：21-24。 YX-T-301系列柴油稳定剂研制成功 经过一年多的实验筛选、反复评定，设备研究所宇翔科技公司研制开发的YX-T-301系列柴油稳定剂已成功问世。经评定，该产品对我公司两套催化柴油都能有效抑制氧化沉渣增长、保持色度长时间不超标，从而提高了柴油的储存安定性，其稳定效果明显优于国内常用的进口产品，在国内同类产品中居领先水平。同时我们还将该剂对岳化、荆门、洛炼、金陵、扬子石化等炼厂的催化柴油进行了考察，均达到了理想的试验效果。 48 谭红．油水分离技术的发展现状及在我公司的应用前景49 2004年3月 各种油水分离方法的比较序号 方法名称 适用范围及粒径/μm 主要优缺点

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